数据库原理教学课件

数据库原理

教师：黄勇萍

联系方式：

教材

数据库系统概论（第四版），王珊主编，高等教育

出版社，北京，2006

参考教材：

•《SQLServer2005实用教程》，李伟红主编,水

利水电出版社。

•《SQLServer2005实用教程》，李岩张瑞雪.清

华大学出版社。

关于课程

课程特点

・数据库原理与设计是计算机专业的一门重

要的主干课。

•主要包括两部分内容

数据库系统原理

数据库设计

学习方式及要求

ca听课

ca读书

（预习、复习）

ca独立完成作业

ca独立完成实验

ca完成阶段测验

co完成大作业（综合实验）

内容安排（1）

ca基础篇

-第一章绪论

-第二章关系数据库

-第三章关系数据库标准语言SQL

-第四章数据库安全性

-第五章数据库完整性

ca设计与应用开发篇

-第六章关系数据理论（关系规范化）

-第七章数据库设计（ER模型，ER模型向关系模型

转化）

-第八章数据库编程

内容安排(2)

ca系统篇

-第九章关系查询处理和查询优化

-第十章数据库恢复技术

-第十一章并发控制

-*第十二章数据库管理系统

第一至第十一章是本科专业的基本教程(书中有*号的部

分除外)

第十二至第十七章是高级教程

E

AnIntroductiontoDatabaseSystems

第一章绪论

(;数据库的地位

•痴福库技术产生于六十年代末，是数据管理的最新技术，是计

算机科学的重要分支。

•数据库技术是信息系统的核心和基础，它的出现极大地促进了

计算机应用向各行各业的渗透。

■数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频度已成为衡

量一个国家信息化程度的重要标志。

•是学习动态网站课程的必不可少的知识；

■在毕业设计、计算等级考试、以后的工作中都能用到；

学习本课程的目的

学习本课程后需掌握的主要内容：

(1)理解数据库相关的基本概念

(2)熟识SQLServer的基本操作

(3)掌握SQL语言，能够完成数据库创建、更新，表创建、

更新、查询等操作。

(4)掌握数据库设计的一般方法和步骤

(5)为使用Java、.NET等实现应用程序开发提供数据存

储和查询基础

第1章数据库概述

1.1数据库的基本概念

1.数据（Data）

数据是描述客观事物的符号记录，可以是数字、文字、图

形、图像、声音、语言等，经过数字化后存入计算机。

2.数据库（Database,简称DB）

数据库是存放数据的仓库，是长期存储在计算机内的、有组

织的、可共享的数据集合。

3.数据库管理系统（DatabaseManagementSystem,

简称DBMS）

数据库管理系统指位于用户与操作系统之间的一层数据管

理系统软件。数据库在建立、运行和维护时由数据库管理系统

统一管理、统一控制。

DBMS的主要功能

-数据定义功能

提供数据定义语言(DDL)

定义数据库中的数据对象

-数据组织、存储和管理

分类组织、存储和管理各种数据

确定组织数据的文件结构和存取方式

实现数据之间的联系

提供多种存取方法提高存取效率

-数据操纵功能

提供数据操纵语言(DML)

实现对数据库的基本操作(查询、插入、删除和修改)

DBMS的主要功能

-数据库的事务管理和运行管理

数据库在建立、运行和维护时由DBMS统一管理和控制

保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用

发生故障后的系统恢复

-数据库的建立和维护功能（实用程序）

数据库初始数据装载转换

数据库转储

数据库的重组织等

-其它功能

DBMS与网络中其它软件系统的通信

两个DBMS系统的数据转换

异构数据库之间的互访和互操作

4、数据库系统

•什么是数据库系统（DatabaseSystem,

简称DBS）

在计算机系统中引入数据库后的系统构成数据库系统。

•数据库系统的构成

-数据库

-数据库管理系统（及其开发工具）

-应用系统

-数据库管理员

1.2数据模型

----------------------------------------------

•现实世界的数据要进入数据库中，需要经过人们的认

识、理解、规范和加工。

■在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理

现实世界中的数据和信息。

•通俗地讲数据模型就是现实世界的模拟。

•数据模型应满足三方面要求

-能比较真实地模拟现实世界

-容易为人所理解

-便于在计算机上实现

1.2.1两大类数据模型

•数据模型分为两类(分属两个不同的层次)

(1)概念模型也称信息模型，它是按用户的观

点来对数据和信息建模，用于数据库设计。

(2)逻辑模型和物理模型

逻辑模型主要包括网状模型、层次模型、关系模型、

面向对象模型等，按计算机系统的观点对数据建模,

用于DBMS实现。

物理模型是对数据最底层的抽象，描述数据在系统

内部的表示方式和存取方法，在磁盘或磁带上的存

储方式和存取方法。

两大类数据模型（续）

・客观对象的抽象过程…两步抽象

-现实世界中的客观对象抽象为概念模型;

-把概念模型转换为某一DBMS支持的数据模型。

两大类数据模型（续）

信息世界

机器世界

现实世界中客观对象的抽象过程

122概念模型

•概念模型的用途

-概念模型用于信息世界的建模

-是现实世界到机器世界的一个中间层次

-是数据库设计的有力工具

-数据库设计人员和用户之间进行交流的语言

•对概念模型的基本要求

-较强的语义表达能力

-能够方便、直接地表达应用中的各种语义知识

-简单、清晰、易于用户理解

概念模型的一种表示方法

•实体一联系方法（E・R方法）

-用E-R图来描述现实世界的概念模型

-E・R方法也称为E-R模型

E-R模型

E-R模型的三要素：实体、联系和属性。

•实体：客观存在并可相互区分的事物.可以指物也

可以指人,可以是实际的东西,也可以指概念性的东西

如：学生张三、工人李四、计算机系、数据库概论等

•属性：实体所具有的某一特性。一个实体可以由若

干个属性来刻画。如：学生的学号、姓名、性别、年级、

成绩等。属性的取值范围为域。如性别的域为（男、女），月

份的域为1〜12的整数。

•联系：实体之间的相互关联

如：学生与课程之间有选课联系

联系也可以有属性，如学生与课程之间有选课联系，每弓

:生；申旺友为7右—小舟廷/生斗甘岸小斗》

E・R图

•实体

用矩形表示，矩形框内写明实体名。

学生教师

•属性

用椭圆形表示，用”向边将其与相应的实体连

cW5CMD1

E-R图（续）

•联^

♦:♦联系的本身：

-用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无

向边分别与有关实体连接起来，同时在无向

边旁标上联系的类型：

一对一联系（1：1）

一对多联系（1：n）

多对多的联系（m：n）

联系的表示方法

1:1联系l:n联系m:n联系

联系的表示方法示例（两个实体之间）

1:1联系l:n联系m:n联系

联系的属性

♦:♦联系的属性：

联系本身也是一种实体型，也

可以有属性。如果一个联系具

有属性，则这些属性也要用无

向边与该联系连接起来

两个以上实体型之间的联系

・实例课程

1

课程、教师与参考书三个实体型

讲授

一门课程可以有若干个教师讲授,

使用若干本参考书,

每一个教师只讲授一门课程,

教师参考书

每一本参考书只供一门课程使用

两个以上实体型间l：n联系

两个以上实体型之间的联系（续）

•两个以上实体型间的多对多联系

供应商

-实例

m

供应商、项目、零件三个实体型

供应

一个供应商可以供给多个项目多种零件

每个项目可以使用多个供应商供应的零伟P

每种零件可由不同供应商供给

项目零件

两个以上实体型间m:n联系

单个实体型内的联系

•一对多联系

-实例

职工实体型内部具有领导与被领导的联系

某一职工（干部）“领导”若干名职工

一个职工仅被另外一个职工直接领导

这是一对多的联系

单个实体型内部

l:n联系

•一对一联系

请举例

一个实例

用E・R图表示某个工厂物资管理的概念模型

•实体

-仓库：仓库号、面积、电话号码

-零件：零件号、名称、规格、单价、描述

-供应商：供应商号、姓名、地址、电话号码、帐号

-项目：项目号、预算、开工日期

-职工：职工号、姓名、年龄、职称

)一个实例

・实体之间的联系如下：

(1)一个仓库可以存放多种零件，一种零件可以存放

在多个仓库中。仓库和零件具有多对多司铮歌白

库存量来表示某种零件在某个仓库中的AiUX

(2)一个仓库有多个职工当仓库保管员，一个职工只

能在一个仓库工作，仓库和职工之间是一对多的联

系。

(3)职工之间具有领导■被领导关系，即仓库主任领导

若干保管员。职工实体型中具有一对多的联系

（J^）（电话号码）

项目零件

TJX/nv^

（项目号）论）5工日期）（零件号y（

（w）

（C）完整的实体-联系图

E-R模型设计的主要步骤

•划分和确定实体;

•划分和确定联系;

•确定属性；

•画出E-R模型.

★

实例：构造一个基本的教学E-R模型

标识实体：对一个基本的教学系统，最基

本的实体必须包含有教师，学生，及所学

习的课程。

划分和确定关系：教师和课程之间，存在

“讲授”这个关系，是一个血N的关系；

学生和课程之间，存在“学习”这个关系,

是一个L：N的关系；

实例：构造一个基本的教学E-R模型（续）

3定属性：

•实体的属性：

教师（教师编号、教师姓名、职称）；

学生（生曼、姓名、性别）；

课程（课程编号、课程名、学时、学分、教材名称）；

•联系的属性：

讲授（效果）；

学习（成绩）；

★

实例：构造一个基本的教学E-R模型（续）

画出E-R模型：

课堂练习

顾客对某些商品要进行订货。有关顾客、商品、

订货的数据属性如下：顾客：顾客代码，顾客名，

地址，联系电话，负责人；商品：商品代码，商品

名，单价，生产日期；订货：订货代码，订货日期

,订货量，订货额。

请画出顾客对某些商品要进行订货的E—R图.

顾客名地址联系电话

生产日期

作业

1.1某企业集团有若干工厂，每个工厂生产多种产品，且

每一种产品可以在多个工厂生产，每个工厂按照固定的计划数

量生产产品；每个工厂聘用多名职工，且每名职工只能在一个

工厂工作，工厂聘用职工有聘期和工资。工厂的属性有工厂编

号、厂名、地址，产品的属性有产品编号、产品名、规格，职

工的属性有职工号、姓名。根据上述语义画出E・R图，在E・R

图中需注明实体的属性、联系的类型及实体的标识符。

•(2)关系

•ir（工厂编号,厂名，地址）

•职工（职工号,姓名，聘期，工资，工厂编

号）

•产品（产品编号,产品名，规格）

•生产（工厂编号，产品编号,计划数量）

•（3）范式分析

•以上关系都符合3NF

1.2计划为图书馆建立一个关于图书、读者、

书架的数据库系统。相同的书要放在同一个书架

上，一个书架可以放多种书，一个读者可以借多

种书，一种书可以被多个读者借阅。图书的属性

有：书号、图书名、作者、出版社、单价；书架

的属性有：架号、容量；读者的属性有：读者编

号、姓名、出生日期、工作单位。

请画出此图书馆的E-R图。

1.3逻辑模型

概念模型，只是从本质上直接反映客观事物及事物之

间的联系，并没有考虑在计算机上数据库中的具体实现，

要将这种描述在计算机中表示，需要将概念模型转换为数

据模型。

逻辑模型是现实世界的第二层抽象，同样反映客观事

物及事物之间的联系，同时考虑了在计算机上数据库中的

具体实现，是数据库中真正实现的模型。

数据模型主要有三种：层次模型、网状模型和关系模

型。

131层次模型

层次模型：适宜于反映实体间一对多的联系。层次模型的结构

是树型结构，可以看着一颗倒挂的树。

只有一个结点无父结点，其他的均只有一个父结点。

1.3.2网状逻辑模型

网状模型：反映多对多的联系，即一个子结点可以有两个以

上的双亲结点。

1.3.3关系模型

•关系数据库系统采用关系模型作为数据的组织方

式

•1970年美国IBM公司SanJose研究室的研究员

E.F.Codd首次提出了数据库系统的关系模型

・计算机厂商新推出的数据库管理系统几乎都支持

关系模型

；一、关系数据模型的数据结构

•在用户观点下，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表,

它由行和列组成。

学生登记表J属性

姓名年龄性别系名年级

2005004王小明19女社会学2005,

2005006黄大鹏20男商品学2005

2005008张文斌18女法律2005

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关系数据模型的数据结构(续)

一关系(Relation)

一个关系对应通常说的一张表

-元组(Tuple)

表中的一行即为一个元组

一属性(Attribute)

表中的一列即为一个属性,给每一个属性起一个

名称即属性名

1关系数据模型的数据结构（续）

-主码（Key）

表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组。

一域（Domain）

属性的取值范围。

-分量

元组中的一个属性值。

-关系模式

对关系的描述

关系名（属性1,属性2,…，属性n）

学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级）

关系数据模型的数据结构（续）

例1

学生、系、系与学生之间的一对多联系：

学生（学号，姓名，年龄，性别，系号，年级）

系（系号，系名，办公地点）

例2

学生、课程、学生与课程之间的多对多联系：

学生（学号，姓名，年龄，性别，系号，年级）

课程（课程号，课程名，学分）

选修（学号，课程号，成绩）

关系数据模型的数据结构（续）

•关系必须是规范化的，满足一定的规范条件

最基本的规范条件：关系的每一个分量必须是一个不可

分的数据项，

不允许表中还有表

图1.33中工资和扣除是可分的数据项，不符合关系模型要

求

职工工资扣除

姓名职称实发

号基本津贴职务房租水电

86051陈平讲师13051200501601122283

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